Kraftstoffsparen durch konsequenten Leichtbau

Seit Audi am Standort Neckarsulm 1994 das Aluminium-Zentrum errichtet hat und damit die Erfahrungen im Leichtbau und die Kompetenzen der Fachbereiche Entwicklung, Produktionsplanung und Qualitätssicherung bündelte, sind die innovativen Karosseriekonzepte aus Neckarsulm maßgeblich mitentscheidend für den Erfolg der Marke.


Im selben Jahr rollte der erste Audi A8 vom Band und mit ihm das erste Fahrzeug auf Basis des Audi Space Frame-Konzepts ASF, einer hochfesten Aluminium-Rahmenstruktur, bei der sich das tragende Gerüst der Karosserie aus Aluminium-Strangpressprofilen und Druckgussteilen zusammensetzt. In dieses Gerippe sind die Aluminium-Bleche kraftschlüssig und mittragend eingebunden. Die Komponenten des ASF weisen, je nach ihrer Aufgabe, ganz unterschiedliche Formen und Querschnitte auf – wie die Knochen im Skelett des Menschen vereinen sie die bestmögliche Funktion mit geringem Gewicht.

Diese neue Konstruktion erforderte auch neue Fertigungstechnologien. So entwickelten die Spezialisten in Neckarsulm verbesserte Leichtmetall-Legierungen und Prozesstechniken. Neben dem Schweißen und Kleben hielt erstmals auch das Stanznieten als Verbindungstechnik Einzug in den Automobilbau.

Dem A8 folgte 1999 das erste Großserienautomobil mit der ASF-Technologie, der Audi A2, von dem mehr als 176.000 Einheiten in Neckarsulm produziert wurden, darunter 6.450 Audi A2 1.2 TDI mit sensationellem Durchschnitts­verbrauch von 2,99 Liter/100 km.

Auch die Karosserien für das neue Audi TT Coupé, den neuen Audi TT Roadster und den Sportwagen Audi R8 wurden am Standort Neckarsulm entwickelt. Ebenso haben der Lamborghini Gallardo und der Gallardo Spyder hier ihre Wurzeln.

Das Entwicklungszentrum steht mittlerweile für mehr als den reinen Einsatz von Aluminium: Hochfeste Stähle, Tailored Blanks, faserverstärkte Kunststoffe oder Magnesium werden bei Audi verstärkt eingesetzt. Dafür steht auch die Umbenennung in „Aluminium- und Leichtbau-Zentrum“ (ALZ) vor vier Jahren. „Aluminium bleibt zwar der zentrale Werkstoff für den Leichtbau, aber wir untersuchen die Möglichkeiten anderer Materialien weiter mit Nachdruck“, betont Heinrich Timm, Leiter des ALZ in Neckarsulm. „Unser Ziel ist es, die Potenziale von Werkstoffen für leichte Fahrzeuge optimal zu nutzen und damit die richtigen Materialien an der richtigen Stelle einzusetzen. Denn die konsequente Leichtbauweise im Karosseriebau ermöglicht eine spürbare Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und damit einen deutlichen Beitrag zur Reduzierung der CO2-Emissionen, ohne dabei auf Komfort, Leistung und Sicherheit verzichten zu müssen. 100 Kilogramm Gewichtsreduzierung bringen 0,3 Liter Minderverbrauch/100 km oder anders ausgedrückt 7,5 bis 12,5g/km CO2-Reduzierung“, erklärt Timm. Leichte Karosserien durch intelligente Hybrid-Bauweise zu entwickeln lautet deshalb die Philosophie der Hightech-Schmiede.

So findet in der Karosserie des neuen Audi TT zum ersten Mal der ASF in hybrider Bauweise seine Anwendung. Aluminium und Stahl werden dabei mechanisch und durch Kleben miteinander verbunden. Bei der Karosserie macht Aluminium 69 Prozent des Gewichts aus. Vollverzinkte Stahlkomponenten finden sich im Heckbereich der Bodengruppe, Türen und Heckklappe sind ebenfalls aus Stahl. Dadurch wird eine optimale Achslastverteilung und damit ein deutlich verbessertes Handling erreicht. Die Verbindung kommt auch bei dieser Technologie auf unterschiedliche Weise zustande – durch Stanznieten, Clinchen und Kleben.

Neu ist eine vierte Fügetechnik: Die von Audi entwickelten, sogenannten selbstfurchenden Schrauben, von Robotern eingebracht, schmelzen durch die Reibung zu Beginn des Einschraubvorgangs die Oberfläche des Aluminium-Bauteils auf und dringen vollständig, also form- und kraftschlüssig in den Werkstoff ein. Eine weitere innovative Lösung am neuen TT ist die Aluminium-Dach-Nullfuge, die durch Laserschweißen zwischen dem Dach und dem Seitenteil entsteht. „Unsere langjährige Erfahrung mit der Lasertechnologie ermöglichte den Einsatz eines weiteren Highlights, den Laserclean-Prozess in den Verbindungszonen. Hiermit ersparen wir uns den Aufwand, große Bauteile zu waschen und zu passivieren“, ergänzt Timm.

Dieser Vorsprung durch Technik zahlt sich aus: Audi erhielt für sein am Neckarsulmer Standort entwickeltes neues Audi TT Karosseriekonzept vom Automotive Circle International Ende 2006 den Euro Car Body Award, eine Auszeichnung, die dem Unternehmen bereits 2003 für das A8 ASF-Karosseriekonzept verliehen wurde. Damit setzte sich das Sportcoupé gegen 13 namhafte Konkurrenten aus der ganzen Welt durch.

Für diesen Erfolg sind die 120 Mitarbeiter, sowie etliche Doktoranden, Diplomanden und Praktikanten verantwortlich, die heute im ALZ tätig sind und für die Weiterentwicklung der Leichtbaukompetenz sorgen. Sie sind der Garant für die erreichte Spitzenposition, in der Entwicklung ebenso wie in der Fertigung. Dies zeigt sich auch in den Produktionszahlen: Mehr als 378.000 Fahrzeuge mit Aluminiumkarosserie haben die Neckarsulmer Mitarbeiter mittlerweile produziert.